Chương 2: Keo tụ

giao trinh xu ly nuoc cap chuong 2

Chương 2

KEO TỤ

ðặt vấn ñề

Thời gian lắng tự nhiên của một số tạp chất trong nước

63 năm Ha

Hạïïït keo t keo

10 8888

230 nga

230 ngàøøøyyyy Ha

Hạïïït se t se t séùùùtttt

10 7777

35 giơ

35 giờøøø

Vi khua

Vi khuẩååånnnn

10 6666

33 phu

33 phúùùùtttt Ha

Hạïïït bu t bu t bùøøønnnn

10 5555

38 giây Ca

Cáùùùt mịn t mịn

10 4444

3 giây Ca

Cáùùùt thô t thô

10 3333

0,3 giây So

Sỏûûûiiii

10 2222

Thơ

Thờøøøi gian la i gian la i gian lắéééng qua ng qua quãng

quãng đư đư đươơơờøøøng 30cm ng 30cm

Loa Loạïïïi ta i ta i tạïïïp cha p cha p chấááátttt K

Kíííích th ch th ch thưưưươơơớùùùcccc

(m)

Nguyên tắc của quá trình keo tụ

Quá trình keo tụ diễn ra qua hai giai đoạn:

1. Giai đoạn keo tụ:

Phá vỡ sự ổn định của hệ keo

Tạo điều kiện để các hạt keo nhỏ

tiến lại gần nhau

2 Giai đoạn kết bơng

Các hạt nhỏ (gần nhau) va chạm với

nhau và dính kết thành khối lớn hơn

CÁC HẠT LẮNG NHANH HƠN VÀ HIỆU QUẢ HƠN

Lý thuyết hiện tượng keo tụ

Hạt keo là gì?

Là tập hợp của hàng trăm nguyên tử hay

phân tử (đôi khi chỉ đơn phân tử protein

cũng đủ trở thành một hạt keo).

Do điện tích rất lớn của các tổ hợp phân

tử, nên chúng có khả năng hấp phụ ưu

tiên một loại ion cùng dấu với dấu của một trong các ion tổ hợp Tổ hợp các phân tử

và lớp ion hấp phụ (gắn chặt) trên bề mặt nó tạo thành nhân của hạt keo

Lớp điện tích trên bề mặt hạt gọi là điện

tích sơ cấp

Lớp điện tích sơ cấp là dương, âm hay trung hịa phụ

thuộc vào bản chất của hạt keo

Nước tự nhiên hầu hết các hạt keo cĩ điện tích sơ cấp âm

Lý thuyết hiện tượng keo tụ

Cấu tạo hạt keo:

- Nhân keo

- Lớp ion bền vững (lớp stern)

Là lớp mỏng sát ngay bề mặt hạt keo và

chuyển động theo hạt keo

- Lớp khuếch tán

Là lớp bên ngồi lớp stern, thường cĩ điện tích trái dấu với lớp stern

Hai lớp Stern và khuyếch tán tạo

thành một lớp điện tích kép bao

quanh điện tích sơ cấp của hạt keo (xem hình)

Lý thuyết hiện tượng keo tụ

ðiện thế Zeta: là sự khác nhau về ñiện thế giữa lớp cố ñịnh và lớp chuyển ñộng

Khi tác nhân keo tụ ñược cho vào nước

=> các ion ở lớp khuếch tán bị trung hòa

=> ñiện thế zeta giảm => hạt keo mất ổn ñịnh => dễ kết cụm với nhau

Chất keo tụ

Chất keo tụ: Hợp chất hóa học thêm vào nước nhằm thúc đẩy sự keo tụ (giảm lực đẩy tĩnh điện các hạt, tạo điều kiện để các hạt tiếp xúc gần nhau)

Tính chất thơng dụng của chất keo tụ:

 Có chứa cation đa hóa trị

 Không độc

 Không tan hay rất ít tan (tạo kết tủa) trong vùng pH trung tính

 Là chất điện ly hay đa điện ly

VD: Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O, AlCl 3

FeCl 3 ; FeSO 4 .7H 2 O; Fe 2 (SO 4 ) 3 .8H 2 O

Al n (OH) m Cl x (SO 4 ) y (PAC)

Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình keo tụ

pH

pH có hưởng ñến quá trình thủy phân phèn:

 Al 2 (SO 4 ) 3 → 2Al 3+ + 3SO 4 2- (1)

 FeCl 3 → Fe 3+ + 3Cl - (2)

 Al 3+ + 3H 2 O → Al(OH) 3 + 3H + (3)

 Fe 3+ + 3H 2 O → Fe(OH) 2 + 3H + (4)

- Phèn phôm có hiệu quả keo tụ cao khi:

pH = 5,5 – 7,5

• Nhiệt ñô

- Nhiệt ñộ cao thì hiệu quả keo tụ tăng

• Thành phần ion trong nước

• Các hợp chất hữu cơ trong nước

• Liều lượng phèn

• ðiều kiện khuấy trộn

So sánh phèn sắt và phèn nhôm

Ưu ñiểm của phèn sắt so với phèn nhôm:

- Phèn sắt ít chịu sự ảnh hưởng bởi nhiệt ñộ

và pH hơn phèn nhôm

- Liều lượng phèn sắt dùng ít hơn phèn

nhôm (1/2 – 1/3)

Nhược ñiểm

Dùng phèn sắt dễ bị ăn mòn ñường ống

Trên thực tế người ta kết hợp phèn sắt và phèn nhôm (tỉ lệ 1:1 hay 2:1)

Lưu ý khi sử dụng chất keo tụ vô cơ

Chất keo tụ vô cơ làm tăng nồng ñộ ion

H+ trong nước => ảnh hưởng ñến hiệu

quả keo tụ

H + sinh ra ñược trung hòa bằng:

- ðộ kiềm của nước

- Bổ sung thêm hóa chất kiềm hóa (Na 3 CO 2 , NaOH, vôi)